网络编程 - UDP通信

1,UDP自我科普

UDP — 用户数据报协议,是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。

UDP是一种面向无连接的协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

2,UDP特点

UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。 UDP传输数据时有大小限制,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。 UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方。
【适用情况】

UDP是面向消息的协议,通信时不需要建立连接,数据的传输自然是不可靠的,UDP一般用于多点通信和实时的数据业务,比如

  • 语音广播
  • 视频
  • 列表内容
  • QQ
  • TFTP(简单文件传送)
  • SNMP(简单网络管理协议)
  • RIP(路由信息协议,如报告股票市场,航空信息)
  • DNS(域名解释)

注重速度流畅

UDP操作简单,而且仅需要较少的监护,因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统,并不要求音频视频数据绝对的正确,只要保证连贯性就可以了,这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

3,udp网络程序-发送数据

创建一个udp客户端程序的流程是简单,具体步骤如下:

  1. 创建客户端套接字
  2. 发送/接收数据
  3. 关闭套接字
    这里写图片描述
    代码如下:
#coding=utf-8

from socket import *

#1. 创建套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

#2. 准备接收方的地址
sendAddr = ('192.168.1.103', 8080)

#3. 从键盘获取数据
sendData = input("请输入要发送的数据:")

#4. 发送数据到指定的电脑上
udpSocket.sendto(sendData, sendAddr)

#5. 关闭套接字
udpSocket.close()

这里说一下,接收方地址,需要使用网络调试助手这个工具,大家可以百度下载调试程序。

4,udp网络程序-接收数据

#coding=utf-8

from socket import *

#1. 创建套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

#2. 准备接收方的地址
sendAddr = ('192.168.1.103', 8080)

#3. 从键盘获取数据
sendData = input("请输入要发送的数据:")

#4. 发送数据到指定的电脑上
udpSocket.sendto(sendData, sendAddr)

#5. 等待接收对方发送的数据
recvData = udpSocket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数

#6. 显示对方发送的数据
print(recvData)

#7. 关闭套接字
udpSocket.close()

5,udp网络程序-端口问题

细心的大佬们可能发现了,每次运行代码,端口都会显示不同。
原因:

  • 每重新运行一次网络程序,上图中红圈中的数字,不一样的原因在于,这个数字标识这个网络程序,当重新运行时,如果没有确定到底用哪个,系统默认会随机分配
  • 记住一点:这个网络程序在运行的过程中,这个就唯一标识这个程序,所以如果其他电脑上的网络程序如果想要向此程序发送数据,那么就需要向这个数字(即端口)标识的程序发送即可

6,udp绑定信息

上面说过一个网络程序在每次运行的时候端口是随机变化的,那么我们怎么确定给自己一直是给同一个对象发送信息呢?这里我们可以吧他绑定到固定的端口跟ip。

6.1 绑定示例

#coding=utf-8

from socket import *

#1. 创建套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

#2. 绑定本地的相关信息,如果一个网络程序不绑定,则系统会随机分配
bindAddr = ('', 7788) # ip地址和端口号,ip一般不用写,表示本机的任何一个ip
udpSocket.bind(bindAddr)

#3. 等待接收对方发送的数据
recvData = udpSocket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数

#4. 显示接收到的数据
print(recvData)

#5. 关闭套接字
udpSocket.close()

就是多了一个bindAddr = 配置而已。这样其他程序给这个固定端口发送数据我们就能收到了。
当然如果在bindAddr中设置ip的话,就只能目标ip给自己发信息。

7,UDP网络通信过程

在别处扒来一个图,可以瞅瞅。
这里写图片描述

Conclusion:

注意,我上面所有的input()输入的都是 字符串,也就是 str 类型,而要求的是二进制输入,所以请自行 encode() 编码。
还有就是,recvfrom(1024) 返回的值是一个元组第一个元素为接受的内容,第二个为元组包含源ip跟端口:(b' this is a test! ',('192.168.1.110',6666))

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